CN103543038B - 一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法 - Google Patents
一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103543038B CN103543038B CN201310549163.0A CN201310549163A CN103543038B CN 103543038 B CN103543038 B CN 103543038B CN 201310549163 A CN201310549163 A CN 201310549163A CN 103543038 B CN103543038 B CN 103543038B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sampling
- way valve
- valve
- rotary turnplate
- peristaltic pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 122
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
- 239000003403 water pollutant Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法，装置包括控制系统、底座、固定支架、四通阀、蠕动泵、三通阀，以及设置在底座上的清洗水瓶、实验采样容器和旋转转盘，所述清洗水瓶和四通阀的第一接口通过清洗管相连，所述四通阀的第二接口和实验采样容器之间通过采样管相连，所述四通阀的第三接口通过蠕动泵连接至三通阀的第一接口，所述四通阀的第四接口通过排空管与大气连接，所述三通阀分别与废水出水管和取样出水管连接，废水出水管连接旋转转盘中的废水收集瓶，取样出水管连接旋转转盘中的取样瓶。本发明利用精确定位技术、自动测量技术、自动控制技术以及批次取样管理系统实现对水处理吸附实验过程的定时定量自动取样。
Description
技术领域
本发明涉及自动取样的技术领域，特别涉及一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法。
背景技术
随着工业化的发展和人类物质生活水平的提高，水环境的污染已是当今世界范围内普遍存在的问题。随着水污染物构成发生变化，部分流域排污量大于环境自净能力，水生态环境恶化的趋势尚未得到有效遏制，部分地区水生态的破坏程度正在加剧。为此，需对污水进行有效处理与净化，以实现水资源的良性再生循环。
当流体与多孔固体接触时，流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄，此现象称为吸附。吸附也指物质(主要是固体物质)表面吸住周围介质(液体或气体)中的分子或离子现象。吸附是水处理中重要的单元操作，例如利用吸附树脂吸附水中的重金属、活性炭吸附水中的有机污染物等等。具有吸附能力的物质称为吸附剂，被吸附的物质为吸附质。吸附实验是水处理研究中的一项基础性实验，主要包括烧杯吸附动力学实验和吸附柱穿透曲线实验等等，吸附实验结果是吸附工程设计的重要依据，是水处理吸附工艺研究的不可或缺的环节，部分主要实验步骤为：
1)烧杯吸附动力学实验
配置溶液、称量吸附剂；
调整实验初始参数，例如温度、pH值等；
放入吸附剂，用移液管或者吸管按一定时间间隔和一定的体积量从烧杯中取水样，转移入取样瓶，一般实验需要取5-20次左右的样品，每次取样量根据分析的需要一般在5-20毫升左右；
化学分析，整理实验结果。
2)吸附柱穿透曲线实验
配置溶液、称量吸附剂装柱；
连接泵、吸附柱、管道、阀门等设备；
开泵连续运行，调节流量，在出水口按一定时间间隔和体积量取水样，转移到取样瓶，取样个数和体积同上，必要时需要先减压再取样；
化学分析，整理实验结果。
从上述实验步骤可以看出，无论是水处理中的烧杯吸附动力学实验还是吸附柱穿透曲线实验，吸附过程需要按照设定的时间间隔和体积连续取样，直到吸附饱和为止。此外，由于不同吸附过程的特殊性，实验的时间从几个小时到几天甚至几个月。传统实验室中需要人工值守取样，尤其是夜间取样尤其不方便，重复性劳动，耗费了大量人力效率低下；另外为了避免样品的交叉污染，人工取样用的塑料吸管或者取样枪的塑料头大多是一次性的，这样也耗费了大量的取样耗材，造成实验财力成本的升高。
发明内容
为了克服水处理吸附实验过程中人工取样存在的上述不足，本发明提供了一种适宜吸附过程的具有制造成本低、取样便捷、设计精巧、计量精确、易于管理使用的自动取样装置。
本发明的另一目的在于，提供上述自动取样装置的取样方法。
为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，包括控制系统、底座以及设置在底座上的固定支架，还包括四通阀、蠕动泵、三通阀，以及设置在底座上的清洗水瓶、实验采样容器和旋转转盘，所述清洗水瓶和四通阀的第一接口通过清洗管相连，所述四通阀的第二接口和实验采样容器之间通过采样管相连，所述四通阀的第三接口通过蠕动泵连接至三通阀的第一接口，所述四通阀的第四接口通过排空管与大气连接，所述三通阀分别与废水出水管和取样出水管连接，废水出水管连接旋转转盘中的废水收集瓶，取样出水管连接旋转转盘中的取样瓶。
优选的，所述旋转转盘内设有用于控制旋转转盘转动的步进电机。
优选的，所述底座内设有电机驱动器，所述电机驱动器用于驱动步进电机。
优选的，所述旋转转盘上设有一个废水收集瓶和多个取样瓶。
优选的，所述废水收集瓶设置在旋转转盘的中间位置，所述多个取样瓶呈圆形均匀排列在旋转转盘上。
优选的，所述底座上设有控制开关和用于设定取样参数的触摸屏。
优选的，所述控制系统包含控制器、变送器以及执行步进电机，在控制器上设定好取样相关的参数，控制器把信号传递给变送器，变送器把信号转换成为标准信号输出至执行步进电机和取样蠕动泵，达到控制取样量和取样频率的目的。
为了达到上述另一目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于水处理吸附实验的自动取样装置的取样方法，包括下述步骤：
S1、开启自动取样装置，设定取样参数；
S2、在清洗水瓶中加入清洗水，开启蠕动泵，调节四通阀、三通阀至清洗模式，进行样品清洗管道，清洗水流入废水收集瓶中；
S3、清洗完成后，调节四通阀至排空模式，排出蠕动泵中的清洗液，停止蠕动泵；
S4、调节四通阀至采样模式，旋转转盘转至相应时间点对应的取样瓶中，重新开启蠕动泵，进行采样；
S5、采样完成后，调节四通阀、三通阀至排空模式，排空管道中剩余的样品至废水收集瓶中；
S6、取样结束后调节四通阀、三通阀至清洗模式，用清洗水进行管道清洗；
S7、在取样间隔计时结束后，自动进入步骤S2，开始执行下一个取样循环。
优选的，步骤S1中，设定的取样参数包括起止时间、间隔时间以及取样量。
优选的，步骤S2中，在清洗水瓶中加入清洗水至2/3处，开启蠕动泵。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明利用精确定位技术、自动测量技术、自动控制技术以及批次取样管理系统实现对水处理吸附实验过程的定时定量自动取样。
2、本发明取样器结构设计巧妙，经济适用。
3、本发明运用单片机进行自动控制，保障了系统的安全可靠运行。
4、本发明具有自动清洗功能，可进行管路的自动清洗，防止样品交叉污染。
附图说明
图1是本发明自动取样装置的结构图。
图2是本发明自动取样方法的流程图。
附图标记说明：1、清洗水瓶；2、实验采样容器、3、步进电机；4、蠕动泵；5、电机驱动器；6、固定支架；7、触摸屏；8、开关按钮；9、四通阀；10、三通阀；11、废水收集瓶；12、取样瓶；13、旋转转盘；14、清洗管；15、采样管；16、排空管；17、废水出水管；18、取样出水管。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，包括控制系统、底座以及设置在底座上的固定支架6，还包括四通阀9、蠕动泵4、三通阀10，以及设置在底座上的清洗水瓶1、实验采样容器2和旋转转盘13，所述清洗水瓶1和四通阀9的第一接口通过清洗管14相连，所述四通阀9的第二接口和实验采样容器2之间通过采样管15相连，所述四通阀9的第三接口通过蠕动泵4连接至三通阀10的第一接口，所述四通阀9的第四接口通过排空管16与大气连接，所述三通阀10分别与废水出水管17和取样出水管18连接，废水出水管17连接旋转转盘13中的废水收集瓶11，取样出水管18连接旋转转盘13中的取样瓶12。
所述旋转转盘内设有用于控制旋转转盘转动的步进电机3，所述底座内设有电机驱动器，所述电机驱动器用于驱动步进电机。
所述旋转转盘上设有废水收集瓶和多个取样瓶；所述废水收集瓶设置在旋转转盘的中间位置，所述多个取样瓶呈圆形均匀排列在旋转转盘上。
所述底座上设有控制开关和用于设定取样参数的触摸屏，控制开关用于对整个装置的开启与否进行控制。
所述控制系统包含控制器、变送器以及执行步进电机，在控制器上设定好取样相关的参数，控制器把信号传递给变送器，变送器把信号转换成为标准信号输出至执行步进电机和取样蠕动泵，达到控制取样量和取样频率的目的。
本发明的工作过程如下：采样时，打开控制开关8，在触摸屏7上设定取样起止时间、间隔时间以及取样量等参数；在清洗水瓶1中加入清洗水至2/3处，开启蠕动泵4，调节四通阀9、三通阀10至清洗模式，进行样品清洗管道，清洗水流入废水收集瓶11中；清洗完成后，调节四通阀9至排空模式，排出蠕动泵中的清洗液，停止蠕动泵4；调节四通阀9至采样模式，旋转转盘13转至相应时间点对应的取样瓶12中，重新开启蠕动泵4，进行采样；采样完成后，调节四通阀9、三通阀10至排空模式，排空管道中剩余的样品至废水收集瓶11中；取样结束后调节四通阀9、三通阀10至清洗模式，用清洗水进行管道清洗。
如图2所示，本实施例用于水处理吸附实验的自动取样装置的取样方法，包括下述步骤：
S1、开启自动取样装置，设定取样参数；
S2、在清洗水瓶中加入清洗水，开启蠕动泵，调节四通阀、三通阀至清洗模式，进行样品清洗管道，清洗水流入废水收集瓶中；
S3、清洗完成后，调节四通阀至排空模式，排出蠕动泵中的清洗液，停止蠕动泵；
S4、调节四通阀至采样模式，旋转转盘转至相应时间点对应的取样瓶12中，重新开启蠕动泵，进行采样；
S5、采样完成后，调节四通阀、三通阀至排空模式，排空管道中剩余的样品至废水收集瓶中；
S6、取样结束后调节四通阀、三通阀至清洗模式，用清洗水进行管道清洗；
S7、在取样间隔计时结束后，自动进入步骤S2，开始执行下一个取样循环。
步骤S1中，设定的取样参数包括起止时间、间隔时间以及取样量。
步骤S2中，在清洗水瓶中加入清洗水至2/3处，开启蠕动泵。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，包括控制系统、底座以及设置在底座上的固定支架，其特征在于，还包括四通阀、蠕动泵、三通阀，以及设置在底座上的清洗水瓶、实验采样容器和旋转转盘，所述清洗水瓶和四通阀的第一接口通过清洗管相连，所述四通阀的第二接口和实验采样容器之间通过采样管相连，所述四通阀的第三接口通过蠕动泵连接至三通阀的第一接口，所述四通阀的第四接口通过排空管与大气连接，所述三通阀分别与废水出水管和取样出水管连接，废水出水管连接旋转转盘中的废水收集瓶，取样出水管连接旋转转盘中的取样瓶。
2.根据权利要求1所述的一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，其特征在于，所述旋转转盘内设有用于控制旋转转盘转动的步进电机。
3.根据权利要求2所述的一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，其特征在于，所述底座内设有电机驱动器，所述电机驱动器用于驱动步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，其特征在于，所述旋转转盘上设有一个废水收集瓶和多个取样瓶。
5.根据权利要求4所述的一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，其特征在于，所述废水收集瓶设置在旋转转盘的中间位置，所述多个取样瓶呈圆形均匀排列在旋转转盘上。
6.根据权利要求1所述的一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，其特征在于，所述底座上设有控制开关和用于设定取样参数的触摸屏。
7.根据权利要求1所述的一种用于水处理吸附实验的自动取样装置，其特征在于，所述控制系统包含控制器、变送器以及执行步进电机，在控制器上设定好取样相关的参数，控制器把信号传递给变送器，变送器把信号转换成为标准信号输出至执行步进电机和取样蠕动泵，达到控制取样量和取样频率的目的。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于水处理吸附实验的自动取样装置的取样方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、开启自动取样装置，设定取样参数；
S2、在清洗水瓶中加入清洗水，开启蠕动泵，调节四通阀、三通阀至清洗模式，进行样品清洗管道，清洗水流入废水收集瓶中；
S3、清洗完成后，调节四通阀至排空模式，排出蠕动泵中的清洗液，停止蠕动泵；
S4、调节四通阀至采样模式，旋转转盘转至相应时间点对应的取样瓶中，重新开启蠕动泵，进行采样；
S5、采样完成后，调节四通阀、三通阀至排空模式，排空管道中剩余的样品至废水收集瓶中；
S6、取样结束后调节四通阀、三通阀至清洗模式，用清洗水进行管道清洗；
S7、在取样间隔计时结束后，自动进入步骤S2，开始执行下一个取样循环。
9.根据权利要求8所述的取样方法，其特征在于，步骤S1中，设定的取样参数包括起止时间、间隔时间以及取样量。
10.根据权利要求8所述的取样方法，其特征在于，步骤S2中，在清洗水瓶中加入清洗水至2/3处，开启蠕动泵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310549163.0A CN103543038B (zh) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | 一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310549163.0A CN103543038B (zh) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | 一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103543038A CN103543038A (zh) | 2014-01-29 |
| CN103543038B true CN103543038B (zh) | 2015-09-30 |
Family
ID=49966711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310549163.0A Expired - Fee Related CN103543038B (zh) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | 一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103543038B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104535519A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-22 | 东北石油大学 | 油田污水中聚丙烯酰胺浓度的在线检测装置 |
| CN104535370B (zh) * | 2015-01-15 | 2017-06-27 | 四川清和科技有限公司 | 水质自动采样器 |
| CN105092306A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-11-25 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种自动采样装置及自动采样方法 |
| CN106610348B (zh) * | 2016-10-13 | 2023-10-20 | 中核第四研究设计工程有限公司 | 一种全自动液体取样装置及其使用方法 |
| CN108254516A (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-06 | 湖南省计量检测研究院 | 自动取样检测装置 |
| CN106840768B (zh) * | 2017-01-19 | 2024-01-30 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种有机污染物原位固化采集装置及其应用 |
| CN107024368B (zh) * | 2017-06-05 | 2019-09-27 | 安徽细阳医药科技有限公司 | 一种基于物联网的用于生物医药生产的取样装置 |
| CN107421777B (zh) * | 2017-06-06 | 2019-12-31 | 北京纳百生物科技有限公司 | 一种用于生物医药生产的取样设备 |
| CN107621387A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-01-23 | 河南科技大学第附属医院 | 一种医学检验取样装置 |
| CN110044659A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-23 | 江莉莉 | 一种循环清洗防污染利用极性连续水采装置 |
| CN111721586A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-29 | 同济大学 | 一种城市排水管网污水自动采集系统及其控制方法 |
| CN113848337A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-28 | 西安热工研究院有限公司 | 一种齿轮油水分检测自动取样控制系统及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692702B1 (en) * | 2000-07-07 | 2004-02-17 | Coulter International Corp. | Apparatus for biological sample preparation and analysis |
| CN201892627U (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-06 | 浙江小桥流水环境科技有限公司 | 自动排空采样装置 |
| CN202330078U (zh) * | 2011-11-23 | 2012-07-11 | 浙江恒达仪器仪表有限公司 | 一体化水质超标留样采样器 |
| CN203519377U (zh) * | 2013-11-07 | 2014-04-02 | 广州中国科学院沈阳自动化研究所分所 | 一种用于水处理吸附实验的自动取样装置 |
-
2013
- 2013-11-07 CN CN201310549163.0A patent/CN103543038B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103543038A (zh) | 2014-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103543038B (zh) | 一种用于水处理吸附实验的自动取样装置及取样方法 | |
| CN2928203Y (zh) | 水质监测样品的预处理装置 | |
| CN204657095U (zh) | 重金属污染土壤异位处理一体化装置 | |
| CN102423684A (zh) | 一种改性沸石氨氮吸附剂及其使用和再生方法 | |
| CN203519377U (zh) | 一种用于水处理吸附实验的自动取样装置 | |
| CN106289912B (zh) | 一种用于水在线监测的前处理装置 | |
| CN201212014Y (zh) | 简易真空灌封设备 | |
| CN101261250A (zh) | 一种用于土壤重金属吸附/解吸动力学过程研究的装置 | |
| CN111289711A (zh) | 一种水质生物毒性在线监测装置及方法 | |
| CN207894667U (zh) | 一种污水采样快速提取装置 | |
| CN203849228U (zh) | 一种水中VOCs在线前处理装置 | |
| CN203370806U (zh) | 一种受污染土壤淋洗装置 | |
| CN201589735U (zh) | 在线多通道即时型固相萃取装置 | |
| CN105699566A (zh) | 一种用于测定水体中大环内酯类抗生素的被动采样器及其应用 | |
| CN201660448U (zh) | 一种高纯度硅胶水洗装置 | |
| CN203582541U (zh) | 具有在线监测功能的凝胶移除重金属设备 | |
| CN202794141U (zh) | 一种用于测试多孔炭对污水吸附效果的装置 | |
| CN205620178U (zh) | 一种全自动连续水质监测取样装置 | |
| CN104609498B (zh) | 一种动态吸附净化水中重金属离子的方法 | |
| CN216526311U (zh) | 一种适用于离子交换法分离锶-90的前处理装置 | |
| CN207215511U (zh) | 一种采集水体中极性污染物的被动采样装置 | |
| CN104628190B (zh) | 一种净化水中重金属离子的装置 | |
| CN214503073U (zh) | 一种水环境中目标污染物质的现场快速富集净化吹干装置 | |
| CN205398292U (zh) | 一种化学试剂废水处理循环利用装置 | |
| CN209797696U (zh) | 一种优化压力式生物滤池处理废水运行工况的自控装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150930 |